Le nouveau laboratoire de test 'essai d'un organisme de certification international de premier plan avait besoin d'une installation afin de réaliser des tests d'immersion par choc hydrique sur de grandes batteries dans le domaine de l'e-mobilité. Weiss Technik a développé et livré une solution qui permet entre autres de réaliser des essais selon LV 124 K13, ISO 16750-4 (test d'immersion) ainsi qu'ISO 20653 (test d'immersion IPX7).
Équipement spécial pour un nouveau centre d'essais multiples
Un grand organisme de certification recherchait un spécialiste pour l'installation d'un système d'essai de choc hydrique. Cet équipement devrait être utilisé pour tester les batteries Li-ion de véhicules électriques conformément aux normes d'essai et aux réglementations LV 124 K13, ISO 16750-4 et ISO 20653. Sur la base de sa longue expérience des équipements d'essai dans le secteur automobile, Weiss Technik a développé un concept d'installation sur mesure qui convient aussi bien aux échantillons proches de la production en série qu'aux prototypes.
Une structure d'essai exigeante pour un refroidissement ultra-rapide
La norme LV 124 est une prescription d'essai très complète dans le domaine de l'automobile et comprend entre autres la section d'essai K-13 "Choc thermique en immersion". Dans un premier temps, l'échantillon est chauffé à sa température maximale de fonctionnement. Ensuite, en l'espace de cinq secondes seulement, le patient est plongé dans un bain d'eau salée (5% NaCl) à une température d'environ 0 degré Celsius pendant cinq minutes. Après avoir été retiré, l'échantillon est à nouveau chauffé et immergé (20 cycles). Un défi particulier consiste à abaisser de manière contrôlée le poids élevé de l'échantillon, qui peut atteindre 1 200 kg, dans le délai prescrit de cinq secondes. Weiss Technik a pu s'appuyer sur son expérience avec des installations similaires et développer une solution sûre et fiable.
Une installation unique aux dimensions impressionnantes
Peu de centres d'essai dans le monde disposent d'une installation d'essai aussi grande, avec des dimensions de (l x p x h) 6 680 x 5 500 x 5 100 millimètres, pour des tests conformes à la norme K-13. En raison de la hauteur de l'installation, il a été recommandé de la monter, au choix, sur deux niveaux accessibles ou de l'installer dans une fosse afin de permettre l'introduction de l'échantillon au niveau du sol. En raison de l'atmosphère corrosive, le caisson d'essai et les installations doivent être fabriqués dans des matériaux fortement alliés et résistants à la corrosion.
Abaisser rapidement les échantillons connectés à tester
L'installation d'essai se compose de quatre éléments principaux : l'espace d'air à proprement parler de la chambre d'essai, un bassin d'eau situé en dessous, la structure métallique ainsi que le groupe de machines positionné derrière l'installation. Pendant le test, l'échantillon est fixé sur une plate-forme de levage et, après avoir été chauffé, il est abaissé régulièrement dans le bassin d'eau à l'aide d'entraînements électriques. La technique d'entraînement est conçue de manière à ce qu'un éventuel décalage du centre de gravité de l'échantillon n'ait aucune influence sur le mouvement. De plus, l'installation d'essai dispose d'un système de suivi de l'énergie pour l'échantillon, qui garantit un guidage sûr des câbles pendant le mouvement vertical. Cela permet une mise en contact et une surveillance continues de l'échantillon dans différents modes de fonctionnement pendant le test.
Autres spécifications
La plateforme sur laquelle les échantillons sont fixés mesure 2 900 x 1 900 millimètres et permet des dimensions maximales des échantillons de (LxPxH) 2 500 x 1 700 x 750 millimètres. Le volume d'immersion maximal autorisé est de 3,18 m3 et le poids maximal de l'échantillon est de 1 200 kg. Le taux de chauffage dans le caisson d'essai est de 2 Kelvin/minute. Le bassin est équipé d'un dispositif de refroidissement et d'une pompe de circulation qui assurent une température constante de l'eau d'environ 0 degré Celsius. L'installation d'essai peut être intégrée sans problème dans le système de gestion des bâtiments existant via des interfaces courantes.
Weiss Technik est synonyme d’une technique d'essai éprouvée
La solution d'essai livrée est basée sur un concept d'installation éprouvé et sur la longue expérience de Weiss Technik en tant que partenaire spécialisé de l'industrie automobile. Équipée d'une commande S!MPAC et d'une connexion Web Season, l'installation d'essai permet une programmation simple des séquences de test, offre une fonction multi-utilisateurs et permet un accès dans le monde entier via une tablette ou un PC. L’ingénieux guidage de l'air garantit une grande constance de la température dans le caisson d'essai.
Équipement de sécurité pour les batteries Li-ion
L'installation d'essai permet d'essaier les batteries jusqu'au Hazard Level 6. Weiss Technik a développé, en collaboration avec le centre d'essai, un concept de sécurité qui comprend aussi bien les composants installés en usine que les mesures de sécurité prises par le client. L'installation est équipée de fonctions d'alarme visuelles et sonores ainsi que d'un interverrouillage électrique de la porte afin d'éviter toute ouverture non autorisée pendant les tests ou en cas d'avarie de l'échantillon. D'autres caractéristiques de sécurité sont des clapets de décompression, un rinçage à l'air frais et la détection de CO et de gaz CH. De plus, elle doit être installée dans un compartiment coupe-feu propre. Pour le refroidissement du caisson d'essai pendant un Thermal Runaway, il convient de prévoir côté bâtiment un système de brumisation d'eau à haute pression.
Réalisation du projet sans heurts
L'installation a été développée en collaboration avec des entreprises partenaires et son montage final a eu lieu dans le centre de la Hesse. Après un essai intensif en usine, elle a été démontée en plusieurs composants pour le transport. La répartition en composants individuels a été conçue de manière à ce que l'installation puisse être montée sur place en peu de temps et mise en service rapidement.
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